关键词： 模块化多电平换流器   耗能装置   直流过电压抑制   等效建模   电容电压纹波   能量自平衡   戴维南等效  

摘要： 混合模块化多电平换流器(MMC)结合了半桥与全桥子模块的优势，在柔性直流输电工程中具有重要应用价值，但其故障时产生的盈余功率仍需通过耗能装置实现故障穿越。采用能量自平衡型子模块耗能具有建设成本低、占地面积小等优点，且可兼顾多种模态，不仅可实现耗能，还可抑制电容电压纹波。然而，能量自平衡型半桥、全桥子模块新拓扑提出后，PSCAD等仿真平台中已有的等效模型无法进行仿真。因此，文中根据戴维南等效原理，从子模块的端口出发，对能量自平衡型半桥、全桥子模块进行了等效建模，进一步建立桥臂等效模型，最终建立混合MMC等效模型。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建的模型仿真对比表明，等效模型的稳态与暂态误差在4.2%以内，且等效模型的能量自平衡支路可完成预期功能，在仿真81电平MMC时，所提模型加速比可达3个数量级。

关键词： 永磁同步电机   混沌现象   强化学习   零和博弈   前馈补偿控制器  

摘要： 针对永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor,PMSM）控制中出现的由非线性震荡引发的混沌行为，提出了一种利用电机历史运行数据迭代获取最优控制策略的无模型强化学习方法，该方法解决了不同工作环境下因负载扰动不确定、电机模型参数不确定带来的问题。首先针对外部负载扭矩的不确定性，建立电机最优控制与外部最坏扰动之间的零和博弈，设计迭代形式的黎卡提方程，基于该方程进一步构建了一种基于模型的抗干扰最优控制器。在该控制器基础上，引入无模型强化学习思想，设计了PMSM混沌现象的数据驱动稳定方法，利用电机历史运行数据实现优化求解无模型抗扰动稳定控制器，实现对电机混沌行为的抗扰稳定控制。最后通过多个数值仿真实验对比验证了所设计方法的性能。实验结果显示，在外界负载扰动不确定的情况下，提出的方法相较传统有限时间控制方法在累计资源消耗损失性能方面提升了39.04%，在电机模型参数不确定的情况下，提出的方法相比线性二次型调节器的控制成功率提高10.71%。

关键词： 粒子群算法   永磁同步电机   PID参数   转速控制  

摘要： 永磁同步电机作为一个控制对象具有多变量、强耦合、非线性和参数时变的特性，为了提高其运行过程中对转速的稳定性要求，将粒子群算法与PID控制方式相结合，利用粒子群算法对PID控制器的参数进行优化整定。实验结果表明，粒子群优化PID控制方式具有更快的响应速度和更强的抗干扰能力，转速稳定性效果更好。

关键词： 机械传动   永磁同步电机   滚珠丝杠进给系统   分数阶快速广义超螺旋滑模算法   分数阶超螺旋滑模扰动观测器   位置控制  

摘要： 针对永磁同步电机（PMSM）驱动进给系统受机械结构振动、非线性摩擦和外部负载扰动等因素干扰导致位置控制精度不高这一问题，提出了一种融合分数阶快速广义超螺旋滑模控制器（FOFGSTSMC）和分数阶超螺旋滑模扰动观测器（FOSTSMDO）的复合控制策略。首先，建立了PMSM驱动进给系统的动力学模型；然后，采用分数阶微分项削弱了系统噪声影响，使用了改进广义超螺旋趋近律抑制了系统不确定性，更细致地调节了系统状态和保障位置误差收敛，二者协同抑制了抖振现象，引入滑模面指数项和趋近律变指数系数加速了位置误差收敛，提出了FOFGSTSMC以改善进给系统的位置控制精度；接着，采用分数阶滑模面和超螺旋趋近律削弱了观测值抖动，设计了FOSTSMDO，并融合FOFGSTSMC设计了复合控制策略；最后，搭建了PMSM驱动进给系统实验平台，进行了无负载、高速带负载以及冲击扰动工况下的位置跟踪实验，验证了该复合控制策略的位置控制性能。研究结果表明：融合FOFGSTSMC和FOSTSMDO的复合控制策略在无负载位置跟踪实验中能最快收敛到目标轨迹，位置误差保持在稳定区间内; 该复合控制策略的均方根位置误差为1.762 μm，对比比例积分前馈控制器、广义超螺旋滑模控制器和FOFGSTSMC分别减小了69.57%、33.43%和21.26%。在高速带负载实验中，该复合控制策略仍保持了显著优势；高速冲击扰动实验中，该复合控制策略在冲击时刻的最大误差为7.98 μm，显著优于其余控制策略。该研究说明融合FOFG-STSMC和FOSTSMDO的复合控制策略能够有效改善进给系统动态性能，抑制抖振现象，具有优秀的鲁棒性和位置控制精度。

关键词： 弱电网   并网逆变器   自适应控制   无差拍控制   控制性能  

摘要： “双碳”目标驱使下，可再生能源在电网中的占比不断提高，但其主要分布在较偏远地区，输电线路较远，致使线路阻抗不可再忽略且波动频繁，电网特性变弱。并网逆变器作为可再生能源并网的核心装置，其控制性能会因电网阻抗增加而显著下滑，表现为：底层控制器外环截止频率、基频增益和相位裕度均下降，严重时甚至失稳。对此，本文推导了并网逆变器控制性能指标与底层控制器参数间的解析表达式，并提出一种基于定频小信号注入的自适应调参策略。该策略无需实时获取电网阻抗和并网逆变器本体参数，即可在电网阻抗快速变化时使并网逆变器始终以预设的控制性能指标稳健运行。所提自适应调参方法基于无差拍控制思想，可在一个控制周期内完成控制器参数的自主调整，大幅提升了并网逆变器对弱电网阻抗快速变化的适应性。最后，本文通过实验验证了所提方案的有效性。

关键词： 新型电力系统   电能质量治理   治理设备   协同运行   治理设备优化配置   增值服务  

摘要： 随着“双碳”目标和新型电力系统建设的稳步推进，高比例可再生能源、新型柔性负荷和高端产业集群大规模分散接入，导致电力系统电压暂降、谐波超标、电压越限等电能质量问题频发、治理需求日益提高。近年来，为提高供电品质以助力先进制造业发展，电能质量扰动治理技术受到了广泛的关注，由此衍生出的各类优化配置、协同控制及经济性优化方案成为了解决电能质量问题的重要途径。本文首先总结分析新型源荷产生的电能质量扰动特征，其次对现有专用和复用型电能质量治理装置进行梳理，并阐明基于优化配置和协同运行的电能质量扰动治理方案的实施路径，然后归纳电能质量治理经济性提升方法，最后对新型电力系统电能质量治理技术研究进行总结和展望。

关键词： 永磁同步电机   直接转矩控制   无差拍控制   滑模控制  

摘要： 针对无差拍直接转矩和磁链控制策略（DB-DTFC）依赖电机精确模型、计算量大、转矩与磁链耦合等问题，提出一种基于磁链规划的永磁同步电机DB-DTFC控制策略。首先在定子磁场定向下的磁链坐标系上，对永磁同步电机全速域范围进行磁链规划。其次应用d轴磁链对转矩与磁链解耦，设计滑模转矩控制器构建小信号闭环的DB-DTFC简化策略。最终由仿真与实验结果证明，相比于传统DB-DTFC，此简化DB-DTFC计算时间更短、对电机电感的变化不敏感，同时具有更好的磁链与转矩跟踪性能。该策略基于国产335芯片实现了对电机的高性能控制，为DB-DTFC策略在低成本硬件架构中的应用提供了现实的解决方案，对高性能、高性价比的电机控制系统产业发展具有重要意义。

关键词： 并网逆变器   暂态故障   主动热控制   结温  

摘要： 作为并网逆变器中的核心组件，绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)可靠性的提升十分关键。现有热控制研究多集中于IGBT在长时间尺度运行下的稳态热应力，或是侧重于在电机驱动应用中，电机失速状态下短期过应力对IGBT的影响。然而，由于并网变流器暂态故障过程复杂、持续时间短，鲜有研究关注IGBT在该暂态期间的热控制，但其所承受的暂态过应力同样不可忽视。因此，本文提出一种暂态故障期间针对并网逆变器中IGBT的主动热控制方法。首先建立基于虚拟同步发电机控制的并网逆变器模型，并针对内部IGBT建立相应的电热模型；然后通过分析IGBT输出结温与电气参数之间的关系，提出采用融合虚拟阻抗、自适应功率调整和开关频率变化的主动热控制方法，在缓解暂态故障期间内部过应力的同时，提高逆变器的稳定性能。最后通过仿真和实验验证所提方法的可行性和准确性。

关键词： 双馈式风力发电机组   齿轮箱   故障诊断技术   实例分析  

摘要： 随着风力发电行业的蓬勃发展,双馈式风力发电机组在电力供应中占据重要地位。然而,齿轮箱作为该机组的核心部件,因复杂工况易出现故障,严重影响发电效率与经济效益。本文深入剖析双馈式风力发电机组齿轮箱常见故障类型,结合大量实际数据,详细阐述振动分析、油液分析、人工智能等故障诊断技术,并通过实例验证,旨在为提升齿轮箱故障诊断准确性与可靠性提供有力支撑,推动风力发电行业稳健前行。

关键词： 风电场   风力发电机   运行维护  

摘要： 能源需求增长及对清洁能源的重视,让风电场风力发电机的运行维护变得重要,其可保障稳定运行、提高发电效率及延长使用寿命,本文先阐述风能理论基础和风机构造;分析了风电机组常见故障,如润滑问题致轴承磨损、叶片受多种因素偏离轨迹引发连锁反应及发电机、变流器故障等;针对这些问题提出许多建议,包括定期维护轴承与润滑系统,科学确定润滑脂补给量,严谨处理变流器异常并按规定开展温度检测清洗,全面综合处理叶片故障,日常细致检查运行情况,全方位维护变频器等,拟凭借本文的研究,希望能给相关人员提供参考。